آهن

آهن چهارمین عنصر مهم در پوسته زمین شناخته شده ویکی از عوامل و عناصر سازنده هسته بیرونی و درونی زمین می باشد که آن را با نماد شیمیایی Fe و با عدد اتمی ۲۶ در جدول تناوبی نشان می دهند. فروش اهن و آلیاژ های آن جزو دسته پر کاربیردترین و رایج ترین فلزات نام برده می شود که دارای سطوحی صاف و نقره ای براق به رنگ خاکسری می باشد اما وقتی که در هوا با اکسیژن ترکیب شود به رنگ قرمز یا قهوه ای نمایان می شود. آهن خالص از جنس فلز می باشد اما با وجود اکسیژن و رطوبت که در آن ترکیب می شود اکسیده شده و کمتر می توان به شکل فلز یا آهن خالص بر روی کره زمین آن را مشاهده کرد به همین دلیل برای دست یافتن به فلز آهن توسط روشی به نام کاهش شیمیایی، اکسیژن نهفته در سنگ معدن را از بین می برند و به این صورت فلز فروش اهن پدید می آید. پیدایش: آهن از سنگ معدن هماتیک که آن را با نماد Fe2o3 نشان می دهند ، تولید می گردد.این فلز آهن توسط کوره های بزرگی با دمایی بالا تر از ۲۰۰۰ درجه سانتی گراد به وسیله روش کاهش با کربن جدا شده و فلز آهن استخراج می شود. استخراج سنگ معدن آهن به طور کلی در ۴۸ کشور انجام می شود که کشورهایی همچون چین ، برزیل ، استرالیا ، روسیه ، هند پنج کشوری هستند که ۷۰ در صد سنگ آهن جهان را استخراج و تولید می کنند. آهن ششمین عنصر از نطر فراوانی در جهان است ولی در پوسته زمین از نظر فراوانی رده چهارم را در اختیار دارد.دانشمندان بر این باورد که هسته زمین در حد زیادی از آلیاژ آهن – نیکل تشکیل شده است که با این عنوان ۳۵ در صد جرم کل زمین را تشکیل می دهدبنابراین فروش اهن به این دلایل جزو فراوان ترین عنصر روی زمین شناخته شده و در بین فلزات نیز ،۹۵ در صد فلز تولید آهن می باشد. با استفاده از خواص آهن و کاربرد فلزات دیگر و ترکیب آنها می توانیم به فولاد دست پیدا کنیم. دگرکونی ها: آهن شاید بهترین مثال شناخته شده از دگرگونی ها در یک فلز باشد. که به سه فرم چند شکلی وجود دارد که به نام های آلوتروپ ، استنیت و فریت نام گذاری شده اند. به این طریق می توان این نام گذاری را شرح داد : همان گونه که آهن ذوب شده آهسته آهسته سرد می شود در دمای ۱۵۳۸ درجه سانتی گراد به آلوتروپ کریستالیزه می شود که به نام آهن دلتا نیز شناخته شده و دارای ساختمان کریستالی مکعبی مرکزی است. در حین سرد شدن بیشتر ساختمان کریستالی در دمای ۱۳۹۴ درجه سانتی گراد به مکعبی وجه مرکزی تغییر می یابد که این شکل آهن استنیت یا آهن گاما نام گذاری شده و در دمای ۹۱۲ درجه سانتی گراد ساختمان بلوری یا کریستالی دوباره مکعبی شده که این دگرگونی را فریت یا آهن آلفا نامیده می شود که از لحاظ بلورشناسی شباهت زیادی به آهن دلتا دارد. کاربرد ها: آهن رایج ترین و پرکاربردترین فلز در جهان شناخته شده است چرا که ۹۵ در صد فلزات تولید شده در جهان را آهن تشکیل می دهد این به گونه ایست که آهن با مقاومت بالایی که بر خورد دار بوده بیت فلزات جزو ارزان ترین نیز می باشد و همواره در اسکلت ساختمان ها ، بدنه اتومبیل ها و بدنه کشتی های بزرگ و … مورد استفاده قرار گرفته است. به طور کلی فرآورده های تولید شده از آهن خام را می توان به دسته های زیر بخش بندی کرد: چدن: وقتی آهن خام را ذوب می کنند در قاب هایی ماسه ای یا فلزی ریخته و آن را سرد می کنند که از این طریق چدن بدست می آید. چدن چکش خوار: تفاوت زیادی با چدن دارد که می توان گفت نرم تر بوده ، مقاومت کششی بالاتری داشته و به نسبت به چدن استفاده بیشتری در صنعت دارد طریقه به دست آمد آن به این طورت است که وقتی بر روی چدن عملیاتی از قبیل اضافه کردن منیزیم و سیلیکات آهن و بلوری شدن کربن انجام میشود چدن چکش خوار بدست می آید. چدن سفید: از سرد شدن مذاب به دست می آید کربن این چدن به صورت کربن سمانتیک می باشد در صد شکنندگی آن را نیز می توان با نرم کردن آن کاهش داد. آهن کارشده: در این حالت آهن را ذوب کرده و به صورت اسفنجی شکل در می آورند برای بدست آورد این نمونه آهن ها ناخالصی های موجود در آن همچون سیلیسیم ، منگنز ، کربن در آن تصفیه می شود. فولاد: آلیاژی است از آهن و کربن که توسط خواص آهن و دیگر عناصر بدست می آید وقتی که فولاد تولید می شود پایداری و مقاومت آن صد برابر بیشتر از قبل می شود.